mitä tapahtuu, kun vedetöntä ammoniakkia ruiskutetaan maaperään?
vedettömän ammoniakkiruiskutuksen jälkeen tapahtuu useita fysikaalisia ja kemiallisia reaktioita: liukeneminen veteen, reaktio maaperän orgaanisen aineksen ja saven kanssa sekä ammoniumionien kiinnittyminen maaperän kationinvaihtokompleksiin. Nämä reaktiot kaikki pyrkivät rajoittamaan ammoniakin liikettä, ja vedellä on suurin alkuperäinen vaikutus. Suurin ammoniakkipitoisuus on injektiokohdassa tai sen lähellä, jolloin pitoisuus kapenee retentioalueen ulkoreunaa kohti. Yleensä suurin ammoniakkipitoisuus on ensimmäisen tuuman tai kahden injektiokohdan, jossa yleinen retentioalue on enintään 3-4 tuumaa säteeltään useimmissa maaperässä. Ammoniakin retentiovyöhykkeen erityinen koko ja muoto vaihtelevat suuresti riippuen levitysnopeudesta, ruiskutusvälistä, maaperästä ja maaperän olosuhteista ruiskutuksessa (maaperän rakenne, maaperän rakenne, orgaaninen aines ja kosteustila).
ammoniakki siirtyy ruiskutettaessa kauemmas karkeakuvioisissa ja vähän kosteutta sisältävissä maa-aineksissa. Myös, jos injektio järjestelmä aiheuttaa sivuseinän smearing (tapahtuu, kun maa on märkä), ammoniakki voi mieluiten siirtyä takaisin ylös ruiskutusaukko. Liike kohti maan pintaa voi tapahtua jonkin aikaa levityksen jälkeen, jos maa kuivuu ja injektiorata ”avautuu”, kun maa kuivuu (myös vähemmän maaperän kosteutta säilyttää vapaan ammoniakin liuoksessa kuivausmailla). Samanlaista liikettä maaperässä voi tapahtua, jos maa hajoaa levityksessä paakkuiksi ja maahan jää suuria ilmavuotoja. Nämä olosuhteet voivat johtaa suurempaan ammoniakkipitoisuuteen kohti maan pintaa ja suurempaan mahdollisuuteen hävitä ilmakehään levityksen yhteydessä tai sen jälkeen.
kun ammoniakkia ruiskutetaan maaperään, alkureaktio vapautumiskohdassa on raju. Ammoniakki reagoi ja sitoutuu maaperän ainesosiin, kuten orgaaniseen ainekseen ja saveen. Se reagoi veden kanssa muodostaen ammoniumia (NH4+). Nämä reaktiot auttavat pidättämään ammoniakkia pistoskohdassa. Koska maan kosteus on suuri affiniteetti veteen, se on tärkeää ammoniakin liikkeen rajoittamiseksi, mutta vesi ei lopulta ratkaise säilymistä maaperässä. Muunnoksen jälkeen ammoniumiksi, joka on positiivisesti varautunut ioni, se pysyy maanvaihtokompleksissa eikä liiku veden mukana. Vasta sen jälkeen, kun se on nitrifikaatioprosessin kautta muuttunut nitraatiksi (NO3–), se voi hävitä maaperästä huuhtoutumalla tai denitrifikoimalla.
vedettömän ammoniakin Kemiallinen ja biologinen reaktio maaperässä
(1) NH3 + H2O = NH4+ + OH–
ammoniakin reaktio veden kanssa (1) aiheuttaa ammoniakin retentioalueella alkaalisen pH: n (pH voi hetkellisesti nousta yli yhdeksään pitoisuuspisteessä). Se on vapaa ammoniakki (NH3) eikä ammonium, joka voi kadota maaperästä levityksessä ja on haitallista mikro-organismeille ja kasvien juurille/taimille. Kun pH ylittää 7,3, ammoniakin ja ammoniakin välinen tasapaino lisää ammoniakkia (prosenttiosuus ammoniakkina olisi 1% pH: ssa 7,3, 10% pH: ssa 8.3 ja 50% pH 9, 3: ssa).
(2) 2nh4+ + 3O2 = 2no2– + 2H2O + 4h+
(3) 2no2– + O2 = 2 NO3–
nämä kaksi reaktiota (2 ja 3) ovat biologisen nitrifikaatioprosessin vaiheita, jotka tapahtuvat ammoniumilla maaperässä ja johtavat lopulta maaperän pH: n alenemiseen takaisin alkuperäiseen pH: han tai alemmaksi. Nitrifikaatio tapahtuu ensin ammoniakkiretentioalueen ulkoreunoilla ja etenee sisäänpäin, kun ammoniakkiruiskutuksen alkuvaikutukset vähenevät ja maaperän olosuhteet muuttuvat mikrobitoimintaa suotuisammiksi.
voidaanko vedetöntä ammoniakkia levittää kuivaan maahan?
kuiva maa Kestää ammoniakkia. Ilmakuivatussakin maaperässä on jonkin verran kosteutta, vaikka kosteuspitoisuus on melko alhainen. Ammoniakki liukenee helposti veteen, mutta savi ja orgaaninen aines pidättelevät tai pidättelevät sitä maaperässä. Kuivan maan ja alhaisen kosteuden ongelma on, että maaperän kosteutta tarvitaan pitämään ammoniakkia väliaikaisesti (”mene liuokseen”), jotta se voi kiinnittyä saveen tai orgaaniseen ainekseen ammoniumina. Jos kuiva maaperä on paakkuinen ja eivät sulje kunnolla levityksessä, vapaa ammoniakki voi hävitä pistettäessä tai tihkua suurten huokosten välillä paakkuuntumisen jälkeen. Siksi asianmukainen injektiosyvyys ja hyvä maaperän peittävyys on levitettävä kuivalle maaperälle. Myös levitysnopeuden vähentäminen tai injektiovälin kaventaminen vähentää ammoniakin pitoisuutta kussakin injektiokaistassa. Sulkulevyjen avulla voidaan vähentää ammoniakkihäviötä peittämällä ruiskutusrata maa-aineksella, joka vangitsee ammoniakin sen siirtyessä maan pinnalle.